Podrobno

Lignin-derived carbon quantum dot–sensitized TiO$_2$ for enhanced visible-light photocatalytic simultaneous degradation of pharmaceuticals
ID Ullah, Azmat (Avtor), ID Šuligoj, Andraž (Avtor), ID Žener, Boštjan (Avtor), ID Ribić, Vesna (Avtor), ID Genorio, Boštjan (Avtor), ID Ciber, Luka (Avtor), ID Lavrenčič Štangar, Urška (Avtor), ID Papan Djaniš, Jelena (Avtor)

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (7,07 MB)
MD5: 4C040BB7ACF0870ED7672E6A87C9DA96
URLURL - Izvorni URL, za dostop obiščite https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666821126004321 Povezava se odpre v novem oknu

Izvleček
Titanium dioxide (TiO$_2$) photocatalysis is a promising advanced oxidation method for water treatment, but its reliance on UV irradiation limits practical solar-driven applications. This study addresses this limitation by synthesizing lignin-based carbon quantum dots (L–CQDs) from kraft lignin and combining them with anatase TiO$_2$ to create a visible-light-active hybrid photocatalyst. L–CQDs/TiO$_2$ composites with 1–4 wt.% L–CQD loadings were prepared, thoroughly characterized, and evaluated for photocatalytic performance under simulated visible light (400–700 nm). The optimized 3 wt.% L–CQDs/TiO$_2$ hybrid achieved simultaneous degradation of sulfamethoxazole (SMX) and ibuprofen (IBU) with removal efficiencies of 98.6% and 79.7%, respectively, after 90 min – representing 118-fold and 5-fold increases in pseudo-first-order rate constants compared to bare TiO2. Radical scavenging experiments revealed a dual degradation mechanism: SMX was degraded mainly by superoxide radicals in the bulk solution, while IBU was degraded at the photocatalyst surface via photogenerated holes, with hydroxyl radicals playing a negligible role. Density functional theory calculations of frontier molecular orbital energies supported this mechanistic distinction. Matrix effects in tap water selectively suppressed IBU degradation due to competing hole consumption by CO$_3$$^{2-}$ and Cl$^-$, while SMX degradation remained unaffected. These findings demonstrate that L–CQDs act as a sustainable photosensitizer, shifting TiO$_2$ activity into the visible range through a charge-transfer mechanism rather than direct band gap modification, enabling efficient multi-pollutant removal under solar-relevant irradiation.

Jezik:Angleški jezik
Ključne besede:lignin carbon quantum dots, titanium dioxide, photocatalysis, water pollution, sulfamethoxazole, ibuprofen
Vrsta gradiva:Članek v reviji
Tipologija:1.01 - Izvirni znanstveni članek
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Status publikacije:Objavljeno
Različica publikacije:Objavljena publikacija
Leto izida:2026
Št. strani:13 str.
Številčenje:Vol. 28, art. 101465
PID:20.500.12556/RUL-188113 Povezava se odpre v novem oknu
UDK:546.82-31:544.526.5
ISSN pri članku:2666-8211
DOI:10.1016/j.ceja.2026.101465 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:291107331 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:18.09.2026
Število ogledov:107
Število prenosov:35
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Gradivo je del revije

Naslov:Chemical engineering journal advances
Založnik:Elsevier B.V.
ISSN:2666-8211
COBISS.SI-ID:56312067 Povezava se odpre v novem oknu

Licence

Licenca:CC BY 4.0, Creative Commons Priznanje avtorstva 4.0 Mednarodna
Povezava:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/deed.sl
Opis:To je standardna licenca Creative Commons, ki daje uporabnikom največ možnosti za nadaljnjo uporabo dela, pri čemer morajo navesti avtorja.

Sekundarni jezik

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:ogljikove kvantne pike iz lignina, titanov dioksid, fotokataliza, onesnaževanje vode, sulfametoksazol, ibuprofen

Projekti

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0134
Naslov:Kemija za trajnostni razvoj

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:P1-0418
Naslov:Kemija katalizatorjev za čisti zrak

Financer:ARIS - Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije
Številka projekta:J2-50061
Naslov:Novi materiali na osnovi lignina iz biomase s povečano luminiscenčno aktivnostjo

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj